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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf Differenzialeinheiten für Fahrzeuge und Produktlinien von Differenzialeinheiten, die aus einer Vielzahl von Differenzialeinheiten bestehen.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Beispielsweise umfasst eine Differenzialeinheit, die an einem Vierradantriebsfahrzeug oder einem Heckradantriebsfahrzeug montiert ist: eine Ausgleichsradwelle, die einen Wellenabschnitt und einen Radabschnitt hat, die als ein einzelnes Element vorgesehen sind; einen Zahnkranz, der mit dem Radabschnitt der Ausgleichsradwelle kämmt; einen Differenzialbehälter, der mit dem Zahnkranz dreht; einen Differenzialgetriebemechanismus, der in dem Differenzialbehälter aufgenommen ist; einen Differenzialträger, der den Differenzialbehälter und den Zahnkranz zusammen mit einem Teil des Wellenabschnitts der Ausgleichsradwelle aufnimmt; sowie ein Paar von Lagern, die die Ausgleichsradwelle so stützen, dass die Ausgleichsradwelle bezüglich dem Differenzialbehälter drehbar ist. Der Kämmabschnitt zwischen der Ausgleichsradwelle und dem Zahnkranz und dem Differenzialgetriebemechanismus wird durch ein Schmieröl (Differenzialöl) geschmiert, das in dem Differenzialträger umschlossen ist (siehe beispielsweise
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-216566 (
JP 2010-216566A )).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Wenn eine Stützsteifigkeit des Paars von Lagern in dem Differenzialträger in der Differenzialeinheit, die wie vorstehend beschrieben eingerichtet ist, gering ist, wird die Ausgleichsradwelle durch ein Drehmoment gekippt, das zwischen der Ausgleichsradwelle und dem Zahnkranz übertragen wird, was einen Verschleiß und eine Wärmeerzeugung aufgrund eines ungenauen Zahnkontakts begünstigen kann. Um die Stützsteifigkeit des Paars von Lagern zu erhöhen, kann die Dicke eines Teils des Differenzialträgers, der das Paar von Lagern stützt, erhöht werden. Jedoch wird ein bloßes Erhöhen der Dicke eines solchen Teils des Differenzialträgers eine Erhöhung eines Gewichts der Differenzialeinheit bewirken.
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Die Erfindung stellt eine Differenzialeinheit, die imstande ist, eine Stützsteifigkeit einer Ausgleichsradwelle zu erhöhen, wobei eine Erhöhung eines Gewichts der Differenzialeinheit beschränkt wird, sowie eine Produktlinie einer Differenzialeinheit bereit.
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Eine Differenzialeinheit gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst: eine Ausgleichsradwelle, die einen Wellenabschnitt und einen Radabschnitt umfasst; einen Zahnkranz, der mit dem Radabschnitt kämmt; einen Differenzialbehälter, der mit dem Zahnkranz dreht; einen Differenzialgetriebemechanismus, der in dem Differenzialbehälter aufgenommen ist; einen Differenzialträger, der einen Aufnahmeraum hat, der den Differenzialbehälter und den Zahnkranz aufnimmt; sowie ein Paar von Lagern, das die Ausgleichsradwelle so stützt, dass die Ausgleichsradwelle bezüglich dem Differenzialbehälter drehbar ist. Der Differenzialbehälter hat einen Innenzylinderabschnitt, einen Außenzylinderabschnitt und einen Verbindungsabschnitt, die als ein einzelnes Element vorgesehen sind, wobei der Innenzylinderabschnitt eine Lagereinpassfläche in einer Innenumfangsfläche hat, dass Paar von Lagern an der Lagereinpassfläche eingepasst ist, der Außenzylinderabschnitt radial außerhalb des Innenzylinderabschnitts vorgesehen ist und der Verbindungsabschnitt den Innenzylinderabschnitt und den Außenzylinderabschnitt verbindet. Eine Produktlinie einer Differenzialeinheit gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vielzahl von Differenzialeinheiten. Die Vielzahl von Differenzialeinheiten hat die Konfiguration gemäß dem ersten Aspekt, und wobei eine axiale Position einer zweiten Trennwand bezüglich dem Innenzylinderabschnitt und dem Außenzylinderabschnitt zwischen oder unter der Vielzahl von Differenzialeinheiten verschieden ist.
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Gemäß den Aspekten der Erfindung kann eine Stützsteifigkeit der Ausgleichsradwelle erhöht werden, wobei eine Erhöhung eines Gewichts der Differenzialeinheit beschränkt wird.
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Figurenliste
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Merkmale, Vorteile sowie eine technische und gewerbliche Signifikanz von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
- 1 ein schematisches Konfigurationsdiagramm ist, das ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Vierradantriebsfahrzeugs zeigt, das mit einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist;
- 2 einen horizontalen Schnitt eines Teils einer Heckdifferenzialeinheit zeigt;
- 3 einen vertikalen Schnitt der Heckdifferenzialeinheit und der Antriebskraftübertragungsvorrichtung entlang einer Linie III-III in 2 zeigt;
- 4A ein Konfigurationsdiagramm des Differenzialträgers ist, von der Frontseite in Richtung der Heckseite des Fahrzeugs aus betrachtet;
- 4B eine Schnittansicht entlang einer Linie IVB-IVB in 4A ist;
- 5 eine Schnittansicht eines ersten Abwandlungsbeispiels der Differenzialeinheit ist; und
- 6 eine Schnittansicht eines zweiten Abwandlungsbeispiels der Differenzialeinheit ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsform
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Die nachfolgende Ausführungsform ist als ein geeignetes Beispiel zum Ausführen der Erfindung gezeigt und zeigt teilweise insbesondere verschiedene technische Gegenstände, die technisch bevorzugt sind. Jedoch ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf diese bestimmte Form beschränkt.
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Gesamtkonfiguration eines Vierradantriebsfahrzeugs
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1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Vierradantriebsfahrzeug zeigt, das mit einer Antriebskraftübertragungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist. Ein Vierradantriebsfahrzeug 1 umfasst rechte und linke Fronträder 102, 101 als Hauptantriebsräder sowie rechte und linke Heckräder 104, 103 als Hilfsantriebsräder. Eine Drehzahl der Antriebskraft einer Antriebsquelle 11 wird durch ein Getriebe 12 geändert, und wobei die gewandelte Antriebskraft stets auf die Fronträder 102, 101 übertragen wird, und auch auf die Heckräder 104, 103 in Abhängigkeit des Fahrzeugzustands übertragen wird. Die Antriebsquelle 11 ist beispielsweise eine Kraftmaschine und kann ein Elektromotor sein, oder kann eine Kombination einer Kraftmaschine und eines Elektromotors sein.
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Das Vierradantriebsfahrzeug 1 umfasst als ein Antriebskraftübertragungssystem zum Übertagen der Antriebskraft der Antriebsquelle 11, deren Drehzahl durch das Getriebe 12 gewandelt wird, auf die rechten und linken Fronträder 102, 101 und die rechten und linken Heckräder 104, 103, eine Frontdifferenzialeinheit 2 und eine Heckdifferenzialeinheit 3, rechte und linke Antriebswellen 202, 201, rechte und linke Antriebswellen 302, 301, eine Gelenkwelle 13, einen Getriebemechanismus 14 sowie eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7. Die rechten und linken Antriebswellen 202, 201 sind zwischen der Frontdifferenzialeinheit 2 und den rechten und linken Fronträdern 102, 101 angeordnet. Die rechten und linken Antriebswellen 302, 301 sind zwischen der Heckdifferenzialeinheit 3 und den rechten und linken Heckrädern 104, 103 angeordnet. Die Gelenkwelle 13 überträgt die Antriebskraft in der Längsrichtung des Fahrzeugs. Der Getriebemechanismus 14 ist zwischen der Frontdifferenzialeinheit 2 und der Gelenkwelle 13 angeordnet. Die Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 ist mit dem Heckende der Gelenkwelle 13 gekoppelt.
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Die Frondifferenzialeinheit 2 umfasst einen Frontdifferenzialbehälter 21, einen Ausgleichsstift 22, ein Paar von Ausgleichsrädern 23 und ein Paar von Seitenrädern 24. Der Ausgleichsstift 22 ist an dem Frontdifferenzialbehälter 21 fixiert. Das Paar von Ausgleichsrädern 23 ist durch den Ausgleichstift 22 gestützt. Das Paar von Seitenrädern 24 kämmt mit dem Paar von Ausgleichsrädern 23. Die rechten und linken Antriebswellen 202, 201 sind an dem Paar von Seitenrädern 24 fixiert. Die Antriebskraft der Antriebsquelle 11 wird von dem Getriebe 12 auf den Frontdifferenzialbehälter 21 übertragen. Der Getriebemechanismus 14 besteht aus einem Zahnkranz 141, der an dem Frontdifferenzialbehälter 21 fixiert ist, sowie einem Ausgleichsrad 142, das mit dem Zahnkranz 141 kämmt.
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Die Gelenkwelle 13 hat Kardangelenke 131, 132 an ihrem Front- und Heckende. Das Frontkardangelenk 131 ist an dem Ausgleichsrad 142 befestigt. Das Heckkardangelenk 132 ist an einem Frontgehäuse 71 der Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 befestigt, die nachstehend beschrieben ist.
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2 zeigt einen horizontalen Schnitt eines Teils der Heckdifferenzialeinheit 3. 3 ist eine Schnittansicht der Heckdifferenzialeinheit 3 und der Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 entlang einer Linie III-III in 2. Nachstehend wird die Heckdifferenzialeinheit 3 einfach als die Differenzialeinheit 3 bezeichnet.
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Die Differenzialeinheit 3 umfasst einen Zahnkranz 30, einen Heckdifferenzialbehälter 31, einen Ausgleichsstift 32, ein Paar von Ausgleichsrädern 33 und ein Paar von Seitenräder 34. Der Heckdifferenzialbehälter 31 dreht mit dem Zahnkranz 30. Der Ausgleichsstift 32 ist an dem Heckdifferenzialbehälter 31 fixiert. Das Paar von Ausgleichsrädern 33 ist durch den Ausgleichsstift 32 gestützt. Das Paar von Seitenrädern 34 kämmt mit dem Paar von Ausgleichsrädern 33. Der Zahnkranz 30 und der Heckdifferenzialbehälter 31 drehen um eine Drehachse O1, die sich in der Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Die rechten und linken Antriebswellen 302, 301 sind an dem Paar von Seitenrädern 34 fixiert. Das Paar von Ausgleichsrädern 33 und das Paar von Seitenrädern 34 sind eine Art eines Differenzialgetriebemechanismus, der in dem Heckdifferenzialbehälter 31 aufgenommen ist.
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Die Differenzialeinheit 3 umfasst eine Ausgleichsradwelle 4, einen Differenzialträger 5 sowie ein Paar von Lagern 61, 62. Die Ausgleichsradwelle 4 hat einen Wellenabschnitt 41 und einen Radabschnitt 42. Der Differenzialträger 5 hat einen Aufnahmeraum 51a, der den Zahnkranz 30 und den Differenzialbehälter 31 aufnimmt. Das Paar von Lagern 61, 62 stützt die Ausgleichsradwelle 4 so, dass die Ausgleichsradwelle 4 bezüglich dem Differenzialträger 5 drehbar ist. Beide Enden in der Querrichtung des Fahrzeugs des Heckdifferenzialbehälters 31 sind durch Lager 351, 352 so gestützt, dass der Heckdifferenzialbehälter 31 bezüglich dem Differenzialträger 5 drehbar ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Lager 351, 352 Kegelwälzlager.
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Die Ausgleichsradwelle 4 wird durch das Paar von Lagern 61, 62 gestützt, und dreht um eine Drehachse O2, die sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Der Radabschnitt 42 der Ausgleichsradwelle 4 kämmt mit dem Zahnkranz 30. Der Radabschnitt 42 der Ausgleichsradwelle 4 und der Zahnkranz 30 bilden ein Hypoid-Radpaar. Der Wellenabschnitt 41 der Ausgleichsradwelle 4 hat eine säulenförmige Form mit einem kleineren Durchmesser als der Radabschnitt 42. Der Radabschnitt 42 ist mit dem Heckende des Wellenabschnitts 41 in der Längsrichtung des Fahrzeugs durchgehend. Die Ausgleichsradwelle 4 ist mit der Gelenkwelle 13 über die Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 gekoppelt. Nachstehend wird eine Richtung, die parallel zu der Drehachse O2 ist, manchmal als die Axialrichtung bezeichnet.
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Die Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 wird durch eine Steuerungsvorrichtung C gesteuert und kann die Antriebskraft, die von der Gelenkwelle 13 auf die Ausgleichsradwelle 4 übertragen wird, in Übereinstimmung mit dem Fahrzeugzustand einstellen. Die Steuerungsvorrichtung C kann Erfassungswerte von Drehzahlsensoren S1 bis S4 sowie einen Erfassungswert eines Beschleunigerpedalsensors S5 erlangen. Die Drehzahlsensoren S2, S1, S4, S3 erfassen die Drehzahlen der rechten und linken Fronträder 102, 101 und der rechten und linken Heckräder 104, 103. Der Beschleunigerpedalsensor S5 erfasst den Betrag, um den ein Beschleunigerpedal 111 niedergedrückt wird. Die Steuerungsvorrichtung C steuert die Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 basierend auf den Erfassungswerten dieser Sensoren S1 bis S5 usw.
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Die Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 umfasst das Frontgehäuse 71, ein Heckgehäuse 72, eine Hauptkupplung 73, einen Kurvenmechanismus 74 sowie einen elektromagnetischen Kupplungsmechanismus 75. Das Kardangelenk 132 der Gelenkwelle 13 ist an dem Frontgehäuse 71 befestigt. Das Heckgehäuse 72 dreht mit dem Frontgehäuse 71. Die Hauptkupplung 73 ist zwischen dem Frontgehäuse 71 und der Ausgleichsradwelle 4 angeordnet. Der Kurvenmechanismus 74 erzeugt einen Druck, der die Hauptkupplung 73 drückt. Der elektromagnetische Kupplungsmechanismus 75 betreibt den Kurvenmechanismus 74.
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Das Frontgehäuse 71 hat eine Gestalt eines mit einem Boden versehenen Zylinders, und wobei das Kardangelenk 132 an dem Frontende des Frontgehäuses 71 in der Längsrichtung des Fahrzeugs durch einen Bolzen 711 befestigt ist. Das Heckgehäuse 72 umfasst ein äußeres Magnetelement 721, ein inneres Magnetelement 722 und einen ringförmigen nicht magnetischen Ring 723. Das äußere Magnetelement 721 und das innere Magnetelement 722 sind aus einem weichmagnetischen Metall, wie etwa Eisen, gefertigt. Der nicht magnetische Ring 723 ist zwischen dem äußeren Magnetelement 721 und dem inneren Magnetelement 722 angeordnet. Das Frontgehäuse 71 wird auf dem Wellenabschnitt 41 der Ausgleichsradwelle 4 durch ein Lager 781 so gestützt, dass das Frontgehäuse 71 bezüglich dem Wellenabschnitt 41 drehbar ist. Das Heckgehäuse 72 wird durch ein Lager 782 so gestützt, dass das Heckgehäuse 72 bezüglich dem Differenzialträger 5 drehbar ist.
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Die Hauptkupplung 73 besteht aus einer Vielzahl von Hauptaußenkupplungsscheiben 731 und einer Vielzahl von Hauptinnenkupplungsscheiben 732. Die Vielzahl von Hauptaußenkupplungsscheiben 731 ist mit dem Frontgehäuse 71 so in Eingriff, dass die Vielzahl von Hauptaußenkupplungsscheiben 731 in der Axialrichtung bewegbar und bezüglich dem Frontgehäuse 71 nicht drehbar ist. Die Vielzahl von Hauptinnenkupplungsscheiben 732 ist mit dem Wellenabschnitt 41 der Ausgleichsradwelle 4 so in Eingriff, dass die Vielzahl von Hauptinnenkupplungsscheiben 732 in der Axialrichtung bewegbar und bezüglich dem Wellenabschnitt 41 der Ausgleichsradwelle 4 nicht drehbar ist. Die Hauptkupplung 73 wird durch den Druck gedrückt, der durch den Kurvenmechanismus 74 erzeugt wird, und wobei die Hauptaußenkupplungsscheiben 731 und die Hauptinnenkupplungsscheiben 732 in einen Reibkontakt miteinander gelangen. Die Hauptkupplung 73 überträgt somit die Antriebskraft von dem Frontgehäuse 71 auf die Ausgleichsradwelle 4.
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Der Kurvenmechanismus 74 umfasst eine Hauptkurve 741, eine Steuerkurve 742 und eine Vielzahl von Kurvenkugeln 743. Die Hauptkurve 741 und die Steuerkurve 742 sind nebeneinander in der Axialrichtung angeordnet. Die Vielzahl von Kurvenkugeln 743 ist zwischen der Hauptkurve 741 und der Steuerkurve 742 angeordnet. Die Hauptkurve 741 ist mit dem Wellenabschnitt 41 der Ausgleichsradwelle 4 so in Eingriff, dass die Hauptkurve 741 in der Axialrichtung bewegbar und bezüglich dem Wellenabschnitt 41 nicht drehbar ist. Sowohl die Hauptkurve 741 als auch die Steuerkurve 742 haben eine Kurvennut, die sich in einer Bogenform in der Umfangsrichtung erstreckt. Die axiale Tiefe von jeder Kurvennut verringert sich allmählich von ihrem Mittelabschnitt in Richtung ihrer Enden in der Umfangsrichtung. Die Kurvenkugeln 743 sind in den Kurvennuten der Hauptkurve 741 und der Steuerkurve 742 angeordnet. Wenn die Steuerkurve 742 bezüglich der Hauptkurve 741 dreht, rollen die Kurvenkugeln 743 entlang der Kurvennuten und erzeugen einen Druck, der die Hauptkupplung 73 drückt. Ein Lager 783 ist zwischen der Steuerkurve 742 und dem inneren Magnetelement 722 angeordnet.
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Der elektromagnetische Kupplungsmechanismus 75 umfasst einen Anker 751, eine Vielzahl von Steueraußenkupplungsscheiben 752, eine Vielzahl von Steuerinnenkupplungsscheiben 753 und eine elektromagnetische Spule 754. Der Anker 751 und die Vielzahl von Steueraußenkupplungsscheiben 752 sind mit dem Frontgehäuse 71 so in Eingriff, dass der Anker 751 und die Vielzahl von Steueraußenkupplungsscheiben 752 in der Axialrichtung bewegbar und bezüglich dem Frontgehäuse 71 nicht drehbar ist. Die Vielzahl von Steuerinnenkupplungsscheiben 753 ist mit der Steuerkurve 742 so in Eingriff, dass die Vielzahl von Steuerinnenkupplungsscheiben 753 in der Axialrichtung bewegbar und bezüglich der Steuerkurve 742 nicht drehbar ist. Die Vielzahl von Steueraußenkupplungsscheiben 752 und die Vielzahl von Steuerinnenkupplungsscheiben 753 sind auf der Frontseite des Heckgehäuses 72 in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Die elektromagnetische Spule 754 wird durch ein Joch 77 gestützt, das an dem Differenzialträger 5 durch einen Bolzen 76 fixiert ist. Die elektromagnetische Spule 754 ist auf der Heckseite des Heckgehäuses 72 in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet.
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Ein Erregerstrom wird von der Steuerungsvorrichtung C zu der elektromagnetischen Spule 754 über nicht gezeigte Drähte zugeführt. Der Anker 751 wird durch die Magnetkraft der elektromagnetischen Spule 754 angezogen und drückt die Vielzahl von Steueraußenkupplungsscheiben 752 und die Vielzahl von Steuerinnenkupplungsscheiben 753. Die Drehkraft des Frontgehäuses 71 wird somit auf die Steuerkurve 742 übertragen, und wobei die Steuerkurve 742 bezüglich der Hauptkurve 741 dreht.
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Ein Schmieröl L ist in dem Frontgehäuse 71 umschlossen. Das Schmieröl L hat eine Viskosität, die geeignet ist zu bewirken, dass die Hauptaußenkupplungsscheiben 731 und die Hauptinnenkupplungsscheiben 732 der Hauptkupplung 73 bezüglich einander laufruhig reibend gleiten. Eine Leckage des Schmieröls L zu der Außenseite wird durch eine Kappe 791 und einen X-Ring 792 unterdrückt. Die Kappe 791 ist in das Frontgehäuse 71 eingepasst, und der X-Ring 792 ist zwischen dem inneren Magnetelement 722 und dem Wellenabschnitt 41 der Ausgleichsradwelle 4 angeordnet. Eine ringförmige Schmutzabdeckung 793 ist an der Außenumfangsfläche des Frontgehäuses 71 eingepasst.
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Der Differenzialträger 5 besteht aus einem Körper 501 und einem Deckel 502, die miteinander durch eine Vielzahl von Bolzen 503 verschraubt sind. Der Körper 501 ist auf der Frontseite in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet, und der Deckel 502 ist auf der Heckseite in der Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Der Differenzialträger 5 wird durch ein Stützelement, das nicht gezeigt ist, gestützt, um bezüglich einer Fahrzeugkarosserie 100 (siehe 1) nicht zu drehen. Der Differenzialträger 5 umfasst einen ersten Aufnahmeabschnitt 51, einen zweiten Aufnahmeabschnitt 52, einen Lagerstützabschnitt 53 und Flanschabschnitte 54, 55. Der erste Aufnahmeabschnitt 51 nimmt den Differenzialbehälter 31 und den Zahnkranz 30 auf. Der zweite Aufnahmeabschnitt 52 nimmt die Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 auf. Der Lagerstützabschnitt 53 ist zwischen dem ersten Aufnahmeabschnitt 51 und dem zweiten Aufnahmeabschnitt 52 vorgesehen und stützt das Paar von Lagern 61, 62. Das Stützelement zum Befestigen des Differenzialträgers 5 an der Fahrzeugkarosserie 100 ist an die Flanschabschnitte 54, 55 geschraubt.
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Sowohl der Körper 501 als auch der Deckel 502 sind unter Verwendung eines Paars von Formen gegossen. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Körper 501 und der Deckel 502 aus einer Aluminiumlegierung gefertigt und sind durch Aluminiumdruckguss ausgebildet. Der erste Aufnahmeabschnitt 51 ist ausgebildet, indem der Körper 501 und der Deckel 502 verbunden werden. Der zweite Aufnahmeabschnitt 52 und der Lagerstützabschnitt 53 sind mit dem Körper 501 einstückig ausgebildet.
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Der Differenzialträger 31 und der Zahnkranz 30 sind zusammen mit dem Radabschnitt 42 der Ausgleichsradwelle 4 in dem Aufnahmeraum 51a des ersten Aufnahmeabschnitts 51 aufgenommen. Der erste Aufnahmeabschnitt 51 hat Einsetzlöcher 51b, 51c. Die Antriebswelle 301 ist durch das Einsetzloch 51b eingesetzt und die Antriebswelle 302 ist durch das Einsetzloch 51c eingesetzt. Dichtungselemente 361, 362 sind in den Einsetzlöchern 51b, 51c montiert. In 2 sind die Antriebswellen 301, 302 durch verdeckte Umrisse (Linien mit langen Strichen und doppelten kurzen Strichen) gezeigt. Der zweite Aufnahmeabschnitt 52 nimmt einen Teil des Frontgehäuses 71 in der Axialrichtung auf, und wobei ein Teil des Frontgehäuses 71 aus einer Frontöffnung des zweiten Aufnahmeabschnitts 52 in der Längsrichtung des Fahrzeugs vorsteht.
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Das Paar von Lagern 61, 62 ist Seite an Seite in der Axialrichtung angeordnet. Nachstehend wird das Paar von Lagern 61, 62 als das erste Lager 61 und das zweite Lager 62 beschrieben. Das erste Lager 61 ist an einer Position angeordnet, die näher an dem Heck des Fahrzeugs (näher an dem Radabschnitt 42) angeordnet ist als das zweite Lager 62. In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Lager 61 ein Kegelwälzlager und das zweite Lager 62 ist ein Schrägkugellager. Jedoch könnte sowohl das erste Lager 61 als auch das zweite Lager 62 ein Kegelwälzlager sein, oder könnte sowohl das erste Lager 61 als auch das zweite Lager 62 ein Schrägkugellager sein. Das erste Lager 61 und das zweite Lager 62 sind durch eine Mutter 64 vorgespannt und stützen die Ausgleichsradwelle 4 so, dass die Ausgleichsradwelle 4 bezüglich dem Differenzialträger 5 drehbar ist.
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Das erste Lager 61 umfasst einen Außenring 611, einen Innenring 612, eine Vielzahl von Kegelwalzen 613 und einen Käfig 614. Die Vielzahl von Kegelwalzen 613 ist zwischen dem Außenring 611 und dem Innenring 612 angeordnet. Der Käfig 614 hält die Vielzahl von Kegelwalzen 613. Der Innenring 612 ist an dem Ende einer Außenumfangsfläche 41a des Wellenabschnitts 41 der Ausgleichsradwelle 4 auf der Seite des Radabschnitts 42 eingepasst. Eine Distanzscheibe 65 ist zwischen der Seitenfläche des Innenrings 612 und der Rückfläche des Radabschnitts 42 angeordnet.
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Das zweite Lager 62 umfasst einen Außenring 621, einen Innenring 622, eine Vielzahl von sphärischen Kugeln 623 und einen Käfig 624. Die Vielzahl von Kugeln 623 ist zwischen dem Außenring 621 und dem Innenring 622 angeordnet.
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Der Käfig 624 hält die Vielzahl von Kugeln 623. Der Innenring 622 ist in der Nähe des Innenrings 612 des ersten Lagers 61 angeordnet und ist an der Außenumfangsfläche 41a des Wellenabschnitts 41 der Ausgleichsradwelle 4 eingepasst. Ein Distanzstück 63 ist zwischen dem Innenring 612 des ersten Lagers 61 und dem Innenring 622 des zweiten Lagers 62 angeordnet. Die Mutter 64 ist mit der entgegengesetzten Seitenfläche des Innenrings 622 des zweiten Lagers 62 von dem Distanzstück 63 aus in Berührung.
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Der Lagerstützabschnitt 53 hat eine Doppelzylinderstruktur. Und zwar hat der Lagerstützabschnitt 53 einen Innenzylinderabschnitt 531 und einen Außenzylinderabschnitt 532. Der Innenzylinderabschnitt 531 nimmt das erste Lager 61 und das zweite Lager 62 auf, und wobei der Außenzylinderabschnitt 532 radial außerhalb des Innenzylinderabschnitts 531 vorgesehen ist. Der Innenzylinderabschnitt 531 und der Außenzylinderabschnitt 532 sind durch einen Verbindungsabschnitt 530 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Innenzylinderabschnitt 531 und der Außenzylinderabschnitt 532 um die Drehachse O2 konzentrisch. Jedoch kann der Außenzylinderabschnitt 532 bezüglich dem Innenzylinderabschnitt 531 exzentrisch sein.
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Der Verbindungsabschnitt 530 umfasst eine Vielzahl von ersten Trennwänden 533 und mindestens eine zweite Trennwand 534. Die Vielzahl von ersten Trennwänden 533 erstreckt sich in der Axialrichtung und teilt den Raum zwischen dem Innenzylinderabschnitt 531 und dem Außenzylinderabschnitt 532 in eine Vielzahl von Partien, die nebeneinander in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die mindestens eine zweite Trennwand 534 teilt weiter mindestens einen Teil der Vielzahl von Partien, die durch die Vielzahl der ersten Trennwände 533 geteilt sind, in zwei Partien, die nebeneinander in der Axialrichtung angeordnet sind.
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4A ist ein Konfigurationsdiagramm des Differenzialträgers 5, von der Frontseite in Richtung der Heckseite des Fahrzeugs aus betrachtet. 4B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie IVB-IVB in 4A. In 3 ist der Differenzialträger 5 in einem Schnitt entlang einer Linie III-III in 4A gezeigt.
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Wie in 4A gezeigt ist, ist die Vielzahl von ersten Trennwänden 533 in einem radialen Muster um die Drehachse O2 zwischen einer Außenumfangsfläche 531a des Innenzylinderabschnitts 531 und einer Innenumfangsfläche 532a des Außenzylinderabschnitts 532 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwölf erste Trennwände 533 mit gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Innenzylinderabschnitts 531 und des Außenzylinderabschnitts 532 angeordnet.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind alle der Vielzahl von Partien, die durch die Vielzahl von ersten Trennwänden 533 geteilt sind, in zwei Partien durch dieselbe Anzahl von zweiten Trennwänden 534 wie der ersten Trennwände 533 geteilt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die zweite Trennwand 534 muss lediglich in zwei oder mehr Partien, die unter der Ausgleichsradwelle 4 angeordnet sind, unter der Vielzahl von Partien vorgesehen sein, die durch die Vielzahl von ersten Trennwänden 533 geteilt sind.
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Der Lagerstützabschnitt 53 hat eine ringförmige vorstehende Wand 535, die radial nach innen aus der Innenumfangsfläche 531b (siehe 4A) des Innenzylinderabschnitts 531 vorsteht. Der Innenzylinderabschnitt 531 hat eine Lagereinpassfläche 531c und eine Lagereinpassfläche 531d in der Innenumfangsfläche 531b. Der Außenring 611 des ersten Lagers 61 ist auf der Lagereinpassfläche 531c eingepasst und der Außenring 621 des zweiten Lagers 62 ist auf der Lagereinpassfläche 531d eingepasst. Die vorstehende Wand 535 steht radial nach innen aus einem Bereich zwischen den Lagereinpassflächen 531c, 531d vor.
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Der Innenzylinderabschnitt 531, der Außenzylinderabschnitt 532, die Vielzahl von ersten Trennwänden 533, die zweite Trennwand 534 und die vorstehende Wand 535 sind als ein einzelnes Element mittels Gießen des Körpers 501 vorgesehen. Der Lagerstützabschnitt 53 hat eine Doppelzylinderstruktur, in der der Innenzylinderabschnitt 531 und der Außenzylinderabschnitt 532 durch die Vielzahl von ersten Trennwänden 533 und die zweite Trennwand 534 einstückig verbunden sind. Dies erhöht eine Stützsteifigkeit zum Stützen der Ausgleichsradwelle 4 mittels des ersten Lagers 61 und des zweiten Lagers 62.
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Die Ausgleichsradwelle 4 wird somit darin beschränkt, durch das Drehmoment gekippt zu werden, das von dem Radabschnitt 42 auf den Zahnkranz 30 übertragen wird.
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Wie in 3 gezeigt ist, teilt die zweite Trennwand 534 jede der Partien, die durch die ersten Trennwände 533 geteilt sind, in eine erste Partie 53a, die auf der Heckseite des Fahrzeugs (auf der Seite des ersten Aufnahmeabschnitts 51) angeordnet ist, sowie eine zweite Partie 53b, die auf der Frontseite des Fahrzeugs (auf der Seite des zweiten Aufnahmeabschnitts 52) angeordnet ist. Die ersten Partien 53a sind mit dem Aufnahmeraum 51a des ersten Aufnahmeabschnitts 51 in Verbindung. Ein Schmieröl O, das bewirkt, dass der Radabschnitt 42 der Ausgleichsradwelle 4 und der Zahnkranz 30 laufruhig miteinander kämmen, ist in den ersten Partien 53a und dem Aufnahmeraum 51a bevorratet.
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Das Schmieröl O ist ein Getriebeöl (Differentialöl), das eine Viskosität hat, die zum Schmieren der Zahnflanken des Radabschnitts 42 der Ausgleichsradwelle 4 und der Zahnflanken des Zahnkranzes 30 geeignet ist. Das Schmieröl O hat eine höhere Viskosität als das Schmieröl L, das in dem Frontgehäuse 71 umschlossen ist. Eine Leckage des Schmieröls O aus der Innenseite des Innenzylinderabschnitts 531 wird durch ein Dichtungselement 66 unterdrückt, das in den Innenzylinderabschnitt 531 eingepasst ist. Das Schmieröl O wird aus einem Einspritzloch 50 eingespritzt, das in dem Differenzialträger 5 vorgesehen ist. Nachdem das Schmieröl O aus dem Einspritzloch 50 eingespritzt ist, wird das Einspritzloch 50 durch einen Einspritzstöpsel, der nicht gezeigt ist, verschlossen. In 2 ist das Einspritzloch 50 durch eine Strichlinie gezeigt.
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Das Schmieröl O wird eingespritzt, wobei das Vierradantriebsfahrzeug 1 an einem horizontalen Ort angehalten ist, bis das Schmieröl O aus dem Einspritzloch 50 überströmt. Anders gesagt, das Einspritzloch 50 ist an einer solchen Position in der Höhenrichtung vorgesehen, so dass das Schmieröl O nicht in den Differenzialträger 5 mit einer Menge eingespritzt wird, die größer ist als ein angemessener Wert. Das Einspritzloch 50 ist in dem Deckel 502 an einer Position vorgesehen, die näher an dem Heck des Fahrzeugs ist als die Drehachse O1.
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Das Schmieröl O neigt dazu warm zu werden, unabhängig davon, ob die Menge des Schmieröls O größer oder kleiner als der angemessene Wert ist. Wenn die Menge des Schmieröls O größer ist als der angemessene Wert, wird der Ölpegel S hoch. In diesem Fall, wenn eine große Menge von Schmieröl O durch den Zahnkranz 30 nach oben geschöpft wird, steigt die Öltemperatur. Wenn die Menge an Schmieröl O kleiner ist als der angemessene Wert, erhöht sich die Öltemperatur aufgrund der Reibungswärme zwischen den Zahnflanken des Radabschnitts 42 der Ausgleichsradwelle 4 und den Zahnflanken des Zahnkranzes 30. Hinsichtlich einer Haltbarkeit der Differenzialeinheit 3 ist es wünschenswert, dass eine große Menge an Schmieröl O in dem Differenzialträger 5 vorhanden ist. Je größer die Menge an Schmieröl O ist, desto mehr wird eine Verschlechterung des Schmieröls O reduziert.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird das Schmieröl O in ersten Partien 53a des Lagerstützabschnitts 53 bevorratet. Eine größere Menge an Schmieröl O kann somit bevorratet werden, ohne dass der Ölpegel S des Schmieröls O erhöht wird. Die Haltbarkeit kann somit verbessert werden, ohne eine Erhöhung einer Öltemperatur zu beschränken.
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5 und 6 sind Schnittansichten von Abwandlungsbeispielen der Differenzialeinheit 3. 5 zeigt eine Differenzialeinheit 3A gemäß einem ersten Abwandlungsbeispiel, und 6 zeigt eine Differenzialeinheit 3B gemäß einem zweiten Abwandlungsbeispiel.
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Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, können, in Abhängigkeit der Konfiguration des Vierradantriebsfahrzeugs 1, die Differenzialeinheiten 3A, 3B an der Fahrzeugkarosserie 100 so befestigt werden, dass die Differenzialeinheiten 3A, 3B bezüglich der horizontalen Richtung gekippt sind. In dem in 5 gezeigten Beispiel ist die Differenzialeinheit 3A so gekippt, dass ihre Frontseite in der Längsrichtung des Fahrzeugs höher in der vertikalen Richtung angeordnet ist als ihre Heckseite in der Längsrichtung des Fahrzeugs. In dem in 6 gezeigten Beispiel ist die Differenzialeinheit 3B so gekippt, dass ihre Heckseite in der Längsrichtung des Fahrzeugs höher in der vertikalen Richtung angeordnet ist als ihre Frontseite in der Längsrichtung des Fahrzeugs. Die Differenzialeinheit 3 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform und die Differenzialeinheiten 3A, 3B gemäß den ersten und zweiten Abwandlungsbeispielen stellen eine Produktlinie einer Differenzialeinheit dar.
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Jede der Differenzialeinheiten 3A, 3B gemäß dem ersten und zweiten Abwandlungsbeispiel hat eine Konfiguration, die ähnlich derjenigen der Differenzialeinheit 3 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist, bis auf die axiale Position der zweiten Trennwand 534, die unter der Ausgleichsradwelle 4 angeordnet ist. In der Differenzialeinheit 3A gemäß dem ersten Abwandlungsbeispiel ist die zweite Trennwand 534 näher an der Front des Fahrzeugs angeordnet als in der Differenzialeinheit 3. In der Differenzialeinheit 3B gemäß dem zweiten Abwandlungsbeispiel ist die zweite Trennwand 534 näher an dem Heck des Fahrzeugs angeordnet als in der Differenzialeinheit 3. Aufgrund dieses Unterschieds bezüglich einer Position der zweiten Trennwand 534 wird dieselbe Menge an Schmieröl O wie diejenige für die Differenzialeinheit 3 in die Differenzialeinheiten 3A, 3B gemäß dem ersten und zweiten Abwandlungsbeispiel eingespritzt.
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Genauer gesagt, in dem Fall, in dem die Differenzialeinheit 3A wie in 5 gezeigt gekippt ist, ist das Einspritzloch 50 an einer vergleichsweise niedrigeren Position in der vertikalen Richtung bezüglich der Drehachse O1 angeordnet. Wenn in diesem Fall die zweite Trennwand 534 an derselben Position wie in der Differenzialeinheit 3 angeordnet ist, ist die Menge an Schmieröl O, das eingespritzt wird, reduziert. Dementsprechend ist in der Differenzialeinheit 3A die zweite Trennwand 534 an einer Position angeordnet, die näher an der Front des Fahrzeugs ist als in der Differenzialeinheit 3, um das Fassungsvermögen der ersten Partien 53a zu erhöhen. Eine angemessene Menge an Schmieröl O wird somit eingespritzt.
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In dem Fall, in dem die Differenzialeinheit 3B wie in 6 gezeigt gekippt ist, ist das Einspritzloch 50 an einer vergleichsweise höheren Position in der vertikalen Richtung bezüglich der Drehachse O1 angeordnet. Wenn in diesem Fall die zweite Trennwand 534 an derselben Position wie in der Differenzialeinheit 3 angeordnet ist, ist die Menge an Schmieröl O, das eingespritzt wird, erhöht, was Kosten erhöht. Entsprechend ist in der Differenzialeinheit 3B die zweite Trennwand 534 an einer Position vorgesehen, die näher an dem Heck des Fahrzeugs ist als in der Differenzialeinheit 3, um das Fassungsvermögen der ersten Partien 53a zu reduzieren. Eine notwendige und ausreichende Menge an Schmieröl O wird somit eingespritzt.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in den Differenzialeinheiten 3, 3A, 3B die Menge an Schmieröl O, das eingespritzt werden soll, auf den angemessenen Wert durch die Position der zweiten Trennwand 534 eingestellt. Die Differenzialeinheiten 3, 3A und 3B haben dieselbe äußere Gestalt und Größe. Dementsprechend, auch wenn die Differenzialeinheiten 3, 3A und 3B in einer gekippten Weise bezüglich der horizontalen Richtung aufgrund des Unterschieds in einer Höhe des Fahrzeugs montiert sind, an dem die Differenzialeinheiten 3, 3A und 3B montierbar sind, können die Differenzialeinheiten 3, 3A und 3B an dem Fahrzeug montiert werden, ohne die Positionen von Strukturen um die Differenzialeinheiten 3, 3A und 3B in dem Fahrzeug, wie etwa Rohrleitungen, herum zu ändern. Die Position der zweiten Trennwand 534 kann geändert werden, indem die Gestalt von Formen geändert wird, die zum Gießen verwendet werden.
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Anmerkungen
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Die Erfindung wurde vorstehend basierend auf der Ausführungsform beschrieben. Jedoch beschränkt die Ausführungsform nicht die Erfindung gemäß den Ansprüchen. Es ist auch zu beachten, dass nicht alle Kombinationen der in der Ausführungsform beschriebenen Merkmale immer wesentlich sind, um die Aufgabe der Erfindung zu lösen.
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Die Erfindung kann in angemessener Weise abgewandelt werden, ohne von dem Grundgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist die vorstehend beschriebene Ausführungsform hinsichtlich des Falls beschrieben, in dem die Differenzialeinheit 3 gemäß der Ausführungsform der Erfindung an dem Vierradantriebsfahrzeug 1 basierend auf einem Frontradantriebsfahrzeug (FF-Fahrzeug) montiert ist. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Differenzialeinheit 3 gemäß der Ausführungsform der Erfindung kann an einem Vierradantriebsfahrzeug basierend auf einem Heckradantriebsfahrzeug (FR-Fahrzeug) montiert sein. In diesem Fall ist der erste Aufnahmeabschnitt 51 des Differenzialträgers 5 an einer Position angeordnet, die näher an der Front des Fahrzeugs angeordnet ist als der Lagerstützabschnitt 53, und wobei der zweite Aufnahmeabschnitt 52 des Differenzialträgers 5 an einer Position angeordnet ist, die näher an dem Heck des Fahrzeugs angeordnet ist als der Lagerstützabschnitt 53.
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Die vorstehende Ausführungsform ist bezüglich des Falls beschrieben, in dem die Ausgleichsradwelle 4 mit der Gelenkwelle 13 über die Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 gekoppelt ist. Jedoch kann die Antriebskraftübertragungsvorrichtung 7 weggelassen werden. In diesem Fall ist die Ausgleichsradwelle 4 mit der Gelenkwelle 13 unmittelbar gekoppelt.
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Eine Differenzialeinheit (3, 3A, 3B) umfasst: eine Ausgleichsradwelle (4), die einen Wellenabschnitt (41) und einen Radabschnitt (42) umfasst; einen Zahnkranz (30), der mit dem Radabschnitt (42) kämmt; einen Differenzialbehälter (31) der mit dem Zahnkranz (30) dreht; einen Differenzialgetriebemechanismus (33, 34), der in dem Differenzialbehälter (31) aufgenommen ist; einen Differenzialträger (5), der einen Aufnahmeraum (51a) hat, der den Differenzialbehälter (31) und den Zahnkranz (30) aufnimmt; sowie ein Paar von Lagern (61, 62), die die Ausgleichsradwelle (4) so stützen, dass die Ausgleichsradwelle (4) bezüglich dem Differenzialträger (5) drehbar ist. Der Differenzialträger (5) hat einen Innenzylinderabschnitt (531), einen Außenzylinderabschnitt (532) sowie einen Verbindungsabschnitt (530), die als ein einzelnes Element vorgesehen sind. Der Innenzylinderabschnitt (531) hat das Paar von Lagern (61, 62), das in dem Innenzylinderabschnitt (531) eingepasst ist. Der Außenzylinderabschnitt (532) ist radial außerhalb des Innenzylinderabschnitts (531) vorgesehen. Der Verbindungsabschnitt (530) verbindet den Innenzylinderabschnitt (531) und den Außenzylinderabschnitt (532).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010216566 [0002]
- JP 2010216566 A [0002]
